第4章斜井提升4.1斜井串车提升本章主要介绍平车场双钩串车提升运动学分析与循环周期的计算。

4.1.1平车场双钩串车提升运动学分析平车场双钩串车提升如图1-1，开始时，在井口平车场空车线上的空串车，由井口推车器以a0加速至v=1.0m/s的低速，向下推进。

同时，井底重串车上提，全部重串车进入井筒后，绞车以a1加速到最大提升速度vｍ。

并等速运行，行至井口。

空串车运行到井底时，绞车以a3进行减速运行，使之由vｍ减至v，空串车进入井底车场时，减速、停车。

与此同时，井口平车场内的重串车在重车，借助惯性继续前进。

行至摘挂钩位置时，摘下重串车挂上空串车，此时，井下也摘挂钩完毕。

打开井口空车线上的阻车器，再进行下一个循环。

图4-1 斜井平车场及其速度图4.1.2斜井串车运动学计算根据《煤矿安全规程》规定：用矿车升降物料时，最大允许速度v ｍ≤5ｍ/s ，倾斜井巷内升降人员时，其加速度a 1和减速度a 3≤0.5ｍ/s 2。

本例初选最大速度 v ｍ=4.7ｍ/s ，初加速度a 0＝0.3ｍ/s 2，主加速度a 1＝0.5ｍ/s 2和主减速度a 3＝0.5ｍ /s 2，车场内速度v 0＝1.0ｍ/s ，各阶段运行速度计算图如图1-2所示图4-2 各阶段运行速度计算图4.1.3一次提升循环时间T(1) 速度图中各阶段运行时间及路程计算如下： 重车在井底车场运行阶段 初加速时间 t 01＝00a v ＝3.00.1＝3.33 s 初加速行程 L 01＝0202a v ＝3.020.12＝1.67 ｍ等速度行程 L 02＝L D －L 01＝30－1.67＝28.33ｍ 等速度时间 t 02＝002v L ＝0.133.28＝28.33st D =t 01+t 02=3.33+28.33 =31.66 s （2）串车离开井底车场后的主加速度阶段： 主加速时间 t 1＝10a v v m -＝5.00.18.3-＝5.6 s 主加速行程 L 1＝2)(01v v t m +＝2)0.18.3(6.5+⨯＝13.44ｍ （3） 等速度运行阶段： 等速度行程L 2＝L －（L D +L 3+L 1）＝860—(30+2×13.44)=803.12 m （式中 L 3=L 1） 式中 L ——提升斜长，L=L D +L T +L K =30+800+30 m=860 m L T ——井筒斜长，800m 。

等速度时间 t 2＝m v L 2＝7.472.803＝170.9s （4）接下来的减速，匀速、再减速的阶段与重车启动到匀速的情况一致， 即t 3=t 1=5.6sk t =D t =31.66sL 3=L 1 L 4=L 02 L 5=L 01(5) 摘勾时间为摘θ=25 s(6) 一次提升循环时间：T ＝d t ＋t 1＋t 2＋t 3＋t k ＋υ ＝31.66+5.6+170.9+5.6+31.66+25=270.42s式中 L D —井底平车场道长，即井底至井底尾车停车点间距离，按一次所拉串车数而定，一般可取25～35ｍ，本例中选L D =30m ；k L —井口平车场道长，即从道岔至重串车尾车停车点间距离，一般可取25～30ｍ本例中取k L =30m ；υ—摘挂钩时间，一般取20～25 s 本例取υ=25 s 。

4.2斜井提升设备选型计算的原始资料4.2.1 斜井提升设备选型计算的原始资料如下：a) 主斜井垂高H=235.5m ，倾角α=17°,井上下车场内倾角度 3°，斜长m L T 800=；b) 矿井设计年生产能力A n =10万t/a ； c) 散煤容重：1.4t/m 3，散矸石容重：1.7t/m 3。

d) 矸石量为原煤产量的30％计算；e) 年工作日A=330天，每天3班，每日净提升时间t=10h ； f) 提升方式为平车场双钩串车提升。

g) 矿车形式：式选MGC1.1-6型固定车箱式矿车，单个矿车自身质量：592kg ；单个矿车载货量：1～1.8t ；单个矿车的长度：2000mm 。

矿车容积1.1m 34.3选择计算一次提升量和车组中矿车数的确定 1）根据矿井年产量要求计算矿车数 （1）小时提升量 tb A ca m r n f sh =103301000002.125.1⨯⨯⨯==45.5 t/h式中A n — 矿井年产量（t/a ）；c — 提升工作不均匀系数，有井底煤仓时c=1.1～1.15，无井底煤仓时ｃ＝１.2；矿井有两套提升设备时 c=1.15，只有一套提升设备时c=1.25;f a —提升设备富裕系数，主提升设备对第一水平为1.2； r b —年工作日数；t — 日提升小时数；（2）一次提升量3600sh Tm m =360042.2705.45⨯==3.42t （3）一次提升矿车数11m m n ==142.3=3.42t 取n 1=4个式中 ϕ——装载系数，当倾 角为20°以下时，ϕ=1；当倾角为21°~25°时，ϕ=0.95~0.9；当倾角为2 5°~30°时，ϕ=0.85~0.8； ρ' ——煤的松散密度， t/m 3；V ——矿车的有效容积，m 3。

综上矿车的总数取n=4辆 2)根据矿车连接器强度验算矿车数)cos )(sin (106011132ββf m m g n z ++⨯≤=()()︒+︒+⨯⨯cos17015.017sin 59210001010603=12.3圆整为n 2=12，因为n 1<n 2，说明能保证连接器的强度，所以确定矿车数为 n=n 1=4。

4.4斜井提升钢丝绳的选择计算4.4.1钢丝绳的端部荷重)cos )(sin (1ααf m m n m z dn ++==)71cos 015.017)(sin 5921000(4︒+︒+⨯=1953.2kg 式中：α——井筒的倾角；1f ——提升容器在斜坡运输道上运动的阻力系数，可按具体情况选取，矿车串车提升：矿车为滚动轴承时取0.01，矿车为滑动轴承时取0.015~0.02：箕斗提升通常取0.01；m ——单个矿车载货量，kg ；z m ——矿车组重量，kg ；4.4.2斜井井架高度的确定1、井架高度j H根据斜井双钩平车场的井架高度要求能保证：（1） 摘钩后的矿车通过下放串车的钢丝绳的底部时，绳距地面的高度不得小于2.5ｍ。

这点距摘挂钩点的距离为n L ，一般取4ｍ（如图4-3），按比例关系可得：j H t R +＝nT B A T B L L L L L L ++++)(5.2=4129)60129(5.2++++⨯＝8.1ｍ （1-1）式中 L B —井口至阻车器的距离，取7～9ｍ；L T —阻车器至摘挂钩点距离，为1.5nL c ，即L T =1.5×4×2=12 m ，c L 为一辆矿车的长度；L A —摘挂钩点到井架中心的水平距离L A 一般取（2.5～4）s L ，式选s L =40m 。

图4-3双钩斜井平车场（2） 为了防止矿车在井口出轨掉道，井口处的钢丝绳牵引角b 要小于9°，即b ＝AT B t j L L L R H tg +++-1＝601291.81++-tg ＝5.7°则b ＝5.7°＜9°，合符要求。

2.井口到井架钢丝绳的弦长L″计算22)()(t j A T B R H L L L L ++++=''=221.881+=81.4m4.4.3钢丝绳的单位质量斜井提升钢丝绳的选择计算与立井基本相同，不同之处只是因斜井井筒倾角小于90°，作用于钢丝绳A 点的（如图1-4）分力由串车及货车的重力分力为βsin )(11⋅+g m m n z ，串车及货车的摩擦力为βcos )(111⋅+g m m n f z ，钢丝绳的重力分力为βsin 0gL m p 和钢丝绳的摩擦力为αβcos 02gL m f p 组成。

图4-4 斜井钢丝绳计算图每米钢丝绳的质量： ｍp ＝)cos (sin 1011)cos )(sin (206111ααδααf L m f m m n aBz +-⨯++-()()()0660017cos 4.017sin 4.9115.7101550101117cos 015.017sin 59210004⨯+⨯-⨯⨯⨯++⨯=- =1.178㎏/ｍ式中 L 0—钢丝绳由天轮架到串车尾车在井下停车点之间的斜长（ｍ），L 0＝L D ＋L T +L″＝30+800+81.4=911.4m 。

f 2 —矿车运行摩擦阻力系数，此数值与矿井中托辊支承情况有关，钢丝绳局部支承在托辊上取f 2 ＝0.25～0.4；f 1——矿车运行摩擦阻力系数，矿车为滚动轴承取10.015f =，滑动轴承取10.02f =B δ—钢丝绳公称抗拉强度；ｍa —安全系数，与立井要求相同，即混合提升时升降物料不得小于7.5；选用绳6T×7+FC 面接触钢丝绳，其直径d ＝20㎜，其每100ｍ钢丝绳质量为156㎏，公称抗拉强度为1550MP a ，钢丝绳破断拉力总和p Q ＝236kn ；验算钢丝绳安全系数： ｍp ＝)cos (sin )cos (sin )(20111ββββf gL m f g m m n Q p z p++++()()()00017cos 4.017sin 4.9111056.117cos 015.017sin 1059210004236000+⨯⨯⨯++⨯⨯+⨯==5.61.8>根据上式计算的数值，以上所选钢丝绳可以使用。

4.5提升机的最大静张力和最大静张力差的计算提升机是按提升机系列规定的许用最大静张力][max j F 和许用最大静张力差][max c F 设计出的。

选用时，应使实际负荷所造成的最大静张力和最大静张力差小于或等于许用][max j F 和][max c F ，以保证提升机能正常工作，对于斜井提升有：最大静张力max j F ＝)cos (sin )cos (sin )(2111ββββf gL m f g m m n p z ++++()()()00017cos 4.017sin 8601056.117cos 015.017sin 1059210004+⨯⨯⨯++⨯⨯+⨯= =28586N双钩提升最大大静张力差()()()()ββββββcos sin cos sin cos sin 112111max f ngm f gL m f g m m n F z p z c --++++=()()()()00000017cos 015.017sin 59210417cos 4.017sin 8601056.117cos 015.017sin 1059210004+⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯++⨯⨯+⨯==21322.9N4.6提升机的选择井架提升机的滚筒直径为：D ＝80d ＝80×20＝1600㎜，按《安全规程》规定，滚筒直径可选为2.0ｍ；选用2025.122-⨯⨯GKT 提升机，其主要技术数据： 滚筒数量：2个； 滚筒直径D ：2ｍ； 滚筒宽度B ：1.25ｍ；钢丝绳最大静张力max j F ：60000 N （满足要求）； 钢丝绳最大静张力差max c F ：40000N （满足要求）； 钢丝绳最大速度V M ：5ｍ/s ； 变位质量ｍj ：8400 ㎏； 电动机最大近似功率：215kw ； 减速器传动比：20。